在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推動(dòng)下,太陽能產(chǎn)業(yè)從無到有,從小到大發(fā)展起來。國(guó)內(nèi)各大研究單位都對(duì)太陽能路燈作了詳盡的研究,特別是近幾年來,已經(jīng)初步形成在“產(chǎn)業(yè)上規(guī)模、技術(shù)上水平、產(chǎn)品上檔次和市場(chǎng)要規(guī)范”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路引導(dǎo)下,太陽能產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,如太陽能路燈、太陽能光伏電池技術(shù)日趨成熟,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明,各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求,太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法,可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟?gòu)V闊的前景。
太陽能電池的分類
按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形,而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。
太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類,而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。
太陽能電池根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池四大類,其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的,在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。
1、多元化合物薄膜太陽能電池
多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽,其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。
硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高,成本較單晶硅電池低,并且也易于大規(guī)模生產(chǎn),但由于鎘有劇毒,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,因此,并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。
砷化鎵(GaAs)III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強(qiáng),對(duì)熱不敏感,適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。
銅銦硒薄膜電池(簡(jiǎn)稱CIS)適合光電轉(zhuǎn)換,不存在光致衰退問題,轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個(gè)重要方向。{wy}的問題是材料的來源,由于銦和硒都是比較稀有的元素,因此,這類電池的發(fā)展又必然受到限制。
2、硅太陽能電池
硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。
單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率{zg},技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里{zg}的轉(zhuǎn)換效率為23%,規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位,但由于單晶硅成本價(jià)格高,大幅度降低其成本很困難,為了節(jié)省硅材料,發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。
多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜電池,其實(shí)驗(yàn)室{zg}轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此,多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。
非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕,轉(zhuǎn)換效率較高,便于大規(guī)模生產(chǎn),有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng),穩(wěn)定性不高,直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題,那么,非晶硅大陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。
3、納米晶太陽能電池
納米TiO2晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的,優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡(jiǎn)單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上,制作成本僅為硅太陽電池的1/5~1/10.壽命能達(dá)到2O年以上。
4、聚合物多層修飾電極型太陽能電池</p><p> 以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好,制作容易,材料來源廣泛,成本底等優(yōu)勢(shì),從而對(duì)大規(guī)模利用太陽能,提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽能電池的研究?jī)H僅剛開始,不論是使用壽命,還是電池效率都不能和無機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品,還有待于進(jìn)一步研究探索。
太陽能電池(組件)生產(chǎn)工藝
組件線又叫封裝線,封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟,沒有良好的封裝工藝,多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證,而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得可客戶滿意的關(guān)鍵,所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。
組件高效和高壽命如何保證:
1、高質(zhì)量的原材料,例如:高的交聯(lián)度的EVA、高粘結(jié)強(qiáng)度的封裝劑(中性硅酮樹脂膠)、高透光率高強(qiáng)度的鋼化玻璃等
2、高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量的電池片
3、員工嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)
4、合理的封裝工藝
由于太陽電池屬于高科技產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中一些細(xì)節(jié)問題,一些不起眼問題如應(yīng)該戴手套而不戴、應(yīng)該均勻的涂刷試劑而潦草完事等都是影響產(chǎn)品質(zhì)量的大敵,所以除了制定合理的制作工藝外,員工的認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)是非常重要的。